DE60318691T2

DE60318691T2 - Darstellung von bildern hoher qualität auf einer anzeige mit niedriger leistung

Info

Publication number: DE60318691T2
Application number: DE60318691T
Authority: DE
Inventors: Petrus M. De Greef; Rob A. Beuker; Petrus A. Van De Sande
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: EP1347432A1; EP1488406B1; WO2003079321A3; WO2003079321A2; AU2003206076A8; TW200305134A; AU2003206076A1; EP1488406A2; CN100533518C; JP2005521089A; CN1643561A; DE60318691D1; ATE384322T1; TWI328793B; US20050219270A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wandeln und Zuführen von Luminanzwerten zu einer Anzeigesteuervorrichtung, sowie auf eine tragbare elektronische Vorrichtung und eine Anzeigeeinheit (Display-Einheit), die eine solche Wandlervorrichtung enthalten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der Kommunikations- und Inhaltsanbieter besteht heute eine Tendenz in Richtung zur Anzeige von mehr Informationen, wie z. B. Videos. Diese Tendenz ist auch auf dem Gebiet der mobilen Kommunikation sehr stark vorhanden, wobei mehr und mehr Anwendungen in den Endgeräten enthalten sind, die Informationsinhalt erfordern.
Das Bildformat dieser Anwendungen kann eine hohe Auflösung aufweisen, was ermöglicht, sowohl farbige als auch schwarzweiße Informationen mit feiner Farbauflösung anzuzeigen. Um dies zu bewerkstelligen, verwenden die Anwendungen eine recht große Anzahl von Bits für die jeweilige Farbe oder Graustufe. Es besteht jedoch das Problem, dass viele Anzeigevorrichtungen (Displays) in tragbaren Endgeräten nicht mit demselben Bitformat arbeiten, was zu einer Herabsetzung der Auflösung führt, wenn z. B. ein Video auf einer Anzeige eines tragbaren Endgeräts abgespielt wird. Heutzutage ist ein sogenanntes 5-6-5-Schema für Videoanwendungen üblich, bei dem sechs Bits für die Farbe Grün, fünf Bits für Rot und fünf Bits für Blau verwendet werden. In den heutigen Anzeigevorrichtungen wird stattdessen normalerweise eine geringere Auflösung von 3-3-2 verwendet, wobei drei Bits für Grün, drei für Rot und zwei für Blau verwendet werden. Es ergibt sich somit eine starke Herabsetzung der Auflösung, wenn nichts unternommen wird, um zu versuchen, die Auflösung anzuheben, wenn diese Bitströme höherer Auflösung den Anzeigevorrichtungen mit geringer Auflösung zugeführt werden. Wenn die Auflösung verringert wird, ergibt sich ferner ein Problem mit Quantisierungsfehlern, die auf einer Anzeige sichtbar werden, wenn sie nicht korrigiert werden. Es gibt Techniken zum Reduzieren der Sichtbarkeit dieser Fehler mittels Fehlerdiffusion, wie z. B. den Floyd-Steinberg-Algorithmus. Es gibt ferner eine Anzahl von Techniken zur Verbesserung der Bildqualität, wie z. B. das Dithering. Beide haben den Nachteil, dass sie den Rauschpegel erhöhen.
US 6.094.243 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der ein ankommender Bitstrom hoher Auflösung in Signale mit geringerer Auflösung und mit unterschiedlichen Spannungen zur Ansteuerung der Pixel einer Anzeigevorrichtung gewandelt wird. Die eingegebenen Hochauflösungswörter werden hier in binäre Daten für die Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung gewandelt. Jedes Bit ist hierbei einem Graustufenwert zugeordnet. Es wird ferner beschrieben, wie jedes Graustufenbit während einer Unterrahmenperiode eines Rahmens zur Ansteuerung der Anzeige bereitgestellt wird. Die Unterrahmen werden ferner als unterschiedliche Zeitspannen des Rahmens einnehmend beschrieben, wobei die unterschiedlichen Unterrahmen die Verhältnisse 1:2:4:8 und dergleichen aufweisen, in Abhängigkeit vom Stellenwert der Bits. Das höchstwertige Bit wird dann mit der längsten Zeitspanne angesteuert. Dies führt jedoch zu einer großen Menge an Unterrahmen unterschiedlicher Längen und folglich zu einer sehr komplexen Art der Ansteuerung einer Anzeige, aufgrund der Vielfalt von Unterrahmenlängen. Dieses Problem wird besser verstanden, wenn begriffen wird, dass für ein einzelnes Pixel die unterschiedlichen Bits auf drei unterschiedlichen Leitern der Anzeigevorrichtung zuzuführen sind. Das Dokument erwähnt dann, dass die obenerwähnten Verhältnisse zwischen den Bits vermieden werden, indem stattdessen die an einen Unterrahmen in der Anzeige angelegte Spannung variiert wird. Das Dokument beschreibt daher die Reduktion der Unterrahmenperioden der höchstwertigen Bits durch Ansteuern derselben mit höheren Spannungen.
Ein Problem bei dem Dokument ist, dass es nicht wirklich die Wandlung eines Hochauflösungswertes in einen Niedrigauflösungswert für die Zuführung zu einer Anzeigeansteuerschaltung diskutiert, sondern eine Anzeigeansteuerschaltung zum Wandeln von Hochauflösungswerten in Signale zur direkten Ansteuerung einer Anzeige. Dies bedeutet, dass die Eingabe in die Vorrichtung im Dokument gewandelt und direkt an eine Anzeigevorrichtung angelegt wird. Häufig ergibt sich ein Fall, in welchem eine Ansteuerschaltung für eine Anzeigevorrichtung vorliegt, die eine Wortlänge erfordert, die kleiner ist als die Wortlänge des zugeführten Datenstroms, wobei in diesem Fall die im obenerwähnten Dokument beschriebene Technik nicht verwendet werden kann, ohne die bestehende Anzeigeansteuervorrichtung durch eine solche zu ersetzen, die solche Hochauflösungswerte handhaben kann. Dies kann kostenaufwändig sein, und nicht konform mit anderen Anforderungen einer Vorrichtung, in die die Anzeige einzubauen ist.
Indem ein unabhängiger Wandler vorgesehen ist, ist die Funktion für ein Anzeigesystem optional. Es besteht daher Bedarf an einer Vorrichtung zum Wandeln von Hochauflösungs-Luminanzwerten in Niedrigauflösungs-Luminanzwerte, während gleichzeitig die Hochauflösungsinformationen erhalten bleiben und die Anzahl der Unterrahmen unterschiedlicher Länge gering gehalten wird.
Aus 11^th FPD Manufacturing Technology EXPO 6 Conference, Conference Proceedings B3, 17.–19. Juli 2001, ist bekannt, wie ein erster Hochauflösungs-Luminanzwert in Werte geringerer Auflösung von z. B. 6-3, 5-3 und 5-2 unter Verwendung von Abtastungen gleicher Länge eines Rahmens gewandelt wird, wobei eine Abtastung verwendet wird, um einen Niedrigauflösungswert bereitzustellen, der aus einer Anzahl von Bits besteht, und wobei ein Rahmen die Zeitspanne ist, die erforderlich ist, um ein Pixel der Anzeigevorrichtung anzusteuern. Im beschriebenen Wandlungsschema sind vier aufeinanderfolgende Abtastungen vorgesehen, um 31 Pegel zu erhalten, entsprechend einem eingegebenen 5-Bit-Wort. Die Werte der vier Abtastungen werden auf die möglichen ursprünglichen Luminanzpegel entsprechend einer Wandlungstabelle abgebildet. Die niedrigstmögliche Kombination 000 und die höchstmögliche Kombination 111 für alle Abtastungen oder Wörter werden hier nicht verwendet, sondern es werden ansonsten die Eingangspegel auf die Abtastungen in ansteigender Reihenfolge abgebildet. Dies bedeutet, dass die vierte Abtastung die niedrigswertigen Bits der Ausgangswörter repräsentiert und Abtastung 1 die höchstwertigen Bits repräsentiert. Die vier Abtastungen werden somit verwendet, um die ursprünglichen Hochauflösungsinformationen zu erhalten.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung versucht, das Problem der Bereitstellung eines Schemas für die Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung (Display) zu lösen, welche die Anzahl der verwendeten Unterfelder oder Abtastungen verringert und somit ein qualitativ hochwertiges Bild für eine Anzeigevorrichtung mit geringer Leistungsfähigkeit bei geringen Kosten und geringem Energieaufwand erhält. Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ergibt sich eine Stromeinsparung im Vergleich zu einem 4-Unterfeld-Schema, da jedes Unterfeld nur ein Mal pro Rahmen getaktet wird.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Bitreduktionsschema bereitzustellen, das die Informationen in einem eingegebenen Luminanzwert beibehält, während die Anzahl der Unterfelder, die eine Anzeige ansteuern, niedrig gehalten wird, indem den Unterfeldern unterschiedliche Längen verliehen werden.
Mit dem vorgeschlagenen Schema gemäß der Erfindung besteht keine Notwendigkeit, ein Dithering und eine Quantisierungsfehlerreduktion zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anzahl der Unterfelder, die eine Anzeigevorrichtung ansteuern, auf einem Minimum gehalten, was dazu dient, den Energieverbrauch der Vorrichtung zu senken.
Anspruch 2 schafft ein verbessertes Schema zur Ansteuerung von Unterfeldern gemäß der Erfindung.
Anspruch 3 schafft eine Dimensionierung von Unterfeldern, die viele Luminanzpegel in einem Wandlungsschema gemäß der Erfindung beibehält.
Anspruch 4 schafft ein Wandlungsschema, bei dem die Unterfeldlängen so bemessen sind, dass alle Eingangspegel mit einem Minimum an Unterfeldern für eine bestimmte Bitlängenreduktion bereitgestellt werden können.
Anspruch 6 schafft ein Wandlungsschema, bei dem die Unterfelder so bemessen sind, dass alle Eingangspegel mit einem Minimum an Unterfeldern für einen weiteren Typ von Bitlängenreduktion bereitgestellt werden können.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden anhand der anschließend beschriebenen Ausführungsformen deutlich und erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine tragbare elektronische Vorrichtung in Form eines Mobiltelephons, das eine Anzeige zum Anzeigen unter anderem von Videos enthält.
2 ist eine Blockskizze, die eine Anzeigeeinheit gemäß der Erfindung zeigt, die mit verschiedenen Bildquellen zum Ansteuern eines Pixels in einer Anzeige verbunden ist.
3 ist eine Blockskizze, die eine Vorrichtung zum Wandeln und Zuführen von Luminanzwerten zu einer Anzeigeansteuereinheit gemäß der Erfindung zeigt.
4 zeigt ein erstes Zeitablaufdiagramm zum Ansteuern einer Anzeigeeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt ein zweites Zeitablaufdiagramm zur Ansteuerung einer Anzeigeeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine tragbare elektronische Vorrichtung in Form eines Mobiltelephons 10, das eine Antenne 14, ein Basisbandmodul 16 und eine Anzeigevorrichtung 12 aufweist. Die tragbaren elektronischen Vorrichtungen weisen heutzutage mehr und mehr fortschrittliche Funktionen auf, von denen eine die Videodarstellung ist. Mit diesen fortschrittlichen Funktionen besteht ein Bedarf Informationen auf der Anzeige des Telephons anzuzeigen, wie z. B. Videoinformationen. Die Anzeigevorrichtungen arbeiten heutzutage jedoch normalerweise nicht mit demselben Typ von Auflösung wie viele Videoanwendungen. Es ist zu beachten, dass ein Mobiltelephon nur ein Beispiel eines Typs von tragbarer elektronischer Vorrichtung ist, bei dem eine Notwendigkeit für eine bessere Auflösung in einer Anzeige besteht.
2 zeigt eine Blockskizze einer Vorrichtung zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung, die in dem Telephon der 1 vorgesehen ist. Zuerst ist eine Videoquelle 18, wie z. B. eine MPEG-4-Videoquelle, vorgesehen, die einen Videostrom oder Bilddaten liefert. Die Videoquelle kann ihrerseits einen Videostrom von einem Netzwerk empfangen haben, mit dem das Telephon verbunden ist. Es ist ferner eine Daten- und Graphikquelle 20 vorhanden, die Daten und Graphiken liefert. Diese Quellen sind mit einer Videoverarbeitungseinheit 22 verbunden. Wie aus 2 deutlich wird, liefert die Videoquelle sogenannte 5-6-5-Informationen, d. h., die auf dem Bildschirm darzustellenden Farben sind mit 5, 6 und 5 Bits jeweils für Rot, Grün und Blau codiert. Aus der Figur wird ferner deutlich, dass die Daten- und Graphikquelle Daten mit einer 3-3-2-Auflösung liefert, was bedeutet, dass die Videoquelle Daten mit höherer Auflösung oder höherem Kontrast liefert. Diese unterschiedlichen Typen von Datenströmen werden dann in der Videoverarbeitungseinheit 22 verarbeitet, die den 3-3-2-Strom von der Daten- und Graphikquelle 20 in einen 5-6-5-Strom wandelt, indem sie die niedrigstwertigen Bits auffüllt. Es ist jedoch zu beachten, dass hierdurch kein besserer Kontrast erzielt werden kann. Dies wird nur durchgeführt, um eine gleichmäßige Handhabung unterschiedlicher Datentypen zu erreichen. In der Videoverarbeitungseinheit wird ferner eine Videoverarbeitung, wie z. B. eine Gammakorrektur, durchgeführt.
Dies ist normalerweise eine nichtlineare Funktion x = yⁿ, die Videodaten in Luminanzwerte wandelt.
Die Videoverarbeitungseinheit 22 liefert anschließend die Hochauflösungs-Luminanzwerte (5-6-5) an eine Datenwandlungsvorrichtung 24, die die Hochauflösungs-Luminanzwerte in Werte wandelt, die für die Zuführung zu einem Treiber einer Anzeigevorrichtung geeignet sind (3-3-2). Diese gewandelten Werte werden anschließend einer Anzeigeansteuereinheit zugeführt, die eine Zeitablauf- und Steueruntereinheit 26, Spaltentreiber 28 und Zeilentreiber 30 umfasst, um eine LCD 12 gemäß bekannten Prinzipien anzusteuern. Die Anzeigeansteuerschaltung kann einem bekannten Typ entsprechen, wie z. B. der von Sharp vertriebenen LCD-Ansteuervorrichtung LH15A1/155N.
3 zeigt eine Blockskizze einer Datenwandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Datenwandlervorrichtung enthält einen Eingang für jeden Luminanzfarbwert, wobei ein Eingang 33 für die Farbe Rot Luminanzwerte mit fünf Bits empfangen kann, ein Eingang 35 für die Farbe Grün Luminanzwerte mit sechs Bits empfangen kann, und ein Eingang 37 für die Farbe Blau Luminanzwerte mit fünf Bits empfangen kann. Es ist eine Wandlereinheit 34, 36, 38 in Form einer Unterrahmen-Nachschlagtabelle für jeder dieser Farben vorhanden, die die eingegebenen Hochauflösungswerte in Werte wandelt, die aus weniger Bits 3, 3, 2 für Rot, Grün bzw. Blau bestehen. Aus den Nachschlagtabellen werden diese gewandelten Luminanzwerte der in 2 gezeigten Anzeigeansteuereinheit auf separaten Leitern für jedes Bit zugeführt. Die Steuerung und der Zeitablauf dieser gewandelten Werte werden durch eine Unterfeldsteuereinheit 32 bewerkstelligt. Wie diese Steuerung bewerkstelligt wird, wird im Folgenden kurz erläutert.
4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Ansteuern eines bestimmten grünen Pixels der Anzeigevorrichtung 12 während eines Rahmens T_rahmen. Nur zum Vergleich enthält das Diagramm einen ersten Digitalwert 44, der der Eingabewert von der Videoverarbeitungseinheit 22 ist. Unter dem Eingabewert 44 sind ein zweiter Digitalwert 40 und ein dritter Digitalwert 42 gezeigt. Der erste Digitalwert ist eigentlich kein Teil des Zeitablaufs, da er früher empfangen wird und anschließend verarbeitet wird, um die zweiten und dritten Werte zu erzeugen. Er ist nur für ein besseres Verständnis der Erfindung enthalten. Der zweite Wert wird während eines ersten Unterfeldes SF0 des Senderahmens T_rahmen übertragen, während der dritte Wert 42 während eines zweiten Unterfeldes SF1 übertragen wird, wobei ein Rahmen die Zeitspanne zum Ansteuern des Pixels einer Anzeige ist.
Wenn ein Pixel der Anzeige für die Farbe Grün auf der Anzeige angezeigt werden soll, empfängt die Datenwandlereinheit 24 einen ersten 6-Bit-Luminanzwert 44 von der Videoverarbeitungseinheit 22. Der erste Wert weist somit eine Wortlänge von sechs Bits auf. Die Unterfeldsteuereinheit 32 schlägt anschließend in einer Nachschlagtabelle 36 nach, um diesen Wert zu wandeln, und wählt einen ersten und einen zweiten Ausgangswert in Abhängigkeit vom Eingangswert aus.

Ein Beispiel hierfür ist die folgende Tabelle 1:

Eingabe	SF0	SF1	Ausgabe
000000	000	000	000000
000001	001	000	000001
000010	010	000	000010
000111	111	000	000111
001000	000	001	001000
001001	001	001	001001
111110	110	111	111110
111111	111	111	111111

TABELLE 1

Ein zweiter Luminanzwert 40 und ein dritter Luminanzwert 42 werden aus den Spalten SF1 und SF0 der Tabelle in Abhängigkeit vom ersten Wert ausgewählt.
Wie deutlich wird, weisen der zweite und der dritte Wert eine Wortlänge von drei Bits auf. In 4 wird deutlich, dass ein Eingangswert von 101110 die Werte 110 für den zweiten Wert und 101 für den dritten Wert 42 liefern würde. Die Unterfeldsteuereinheit 32 sendet anschließend diese zwei Werte zu der Anzeigeansteuereinheit auf drei Leitern und in unterschiedlichen Unterfeldern zur Ansteuerung des Pixels. Die Unterfelder weisen unterschiedliche Gewichtungen auf. Dies bedeutet, dass ein Unterfeld eine längere Zeitspanne der Anzeigeansteuereinheit zugeführt wird als das andere Unterfeld. In diesem Fall ist SF1 acht Mal länger als SF0. Hierdurch wird eine logische Operation mit den zweiten und dritten Werten ausgeführt, wobei in diesem Fall eine Verschiebungs- und eine Additionsoperation für Werte mit einer Wortlänge von drei Bits erhalten wird. Diese Auslegung ist somit gleich einer Verschiebung des dritten Wertes 42 um eine Wortlänge und einer anschließenden Addition dieses Wertes zum zweiten Wert 42. Das Pixel in der Anzeige wird dann während eines Rahmens T_rahmen mit dem zweiten Wert für eine Zeitspanne gleich der Länge von SF0 angesteuert, während der dritte Wert für eine Zeitspanne gleich SF1 angesteuert wird. Somit ist die Länge von SF0 gleich T_rahmen/9 und SF1 ist gleich 8·T_rahmen/9. Wenn die Anzeige mit diesen Werten während der Unterfeldlängen angesteuert wird, werden die resultierenden angezeigten Felder vom menschlichen Auge integriert und werden als zusätzliche Luminanzpegel wahrgenommen. Hierbei wird deutlich, dass die verschiedenen Unterfelder so gewichtet sind, dass eines der Unterfelder länger ist als das andere Unterfeld, wobei das längere Feld den höherwertigen Bits der ursprünglichen Luminanzwerte zugeordnet ist.
Die Unterfeldsteuereinheit taktet die Leiter oder Leitungen zur Anzeigeansteuereinheit nur ein Mal für jedes Unterfeld während eines Rahmens. Hierdurch wird somit die mittlere Taktfrequenz im Vergleich zu einem 4-Abtastung- oder 4-Unterfeld-Schema gesenkt. Dies führt zu einer Halbierung des Stromverbrauchs in Bezug auf das 4-Abtastung-Schema, was für tragbare elektronische Vorrichtungen sehr vorteilhaft ist.
Für die Farbe Rot findet eine Transformation von fünf auf drei Bits statt. Diese Transformation wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben bewerkstelligt. Es ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der Reduktion von fünf auf drei Bits im obenbeschriebenen Schema mehr Werte vorhanden sind, die an den Anzeigetreiber ausgegeben werden können, als Eingangswerte vorhanden sind. Diese zusätzlichen Werte können verwendet werden, um zusätzliche Informationen zum Anzeigetreiber zu senden, z. B. für die Kompensation von nichtlinearem Verhalten der Anzeigevorrichtung.
Für die Farbe Blau findet eine Transformation von fünf Bits auf zwei Bits statt. Hier ist es nicht möglich, das obige Schema zu verwenden und die Bildauflösung zu bewahren. Stattdessen kann ein in 5 gezeigtes Schema verwendet werden. Ein erstes 5-Bit-Wort 46 wird in ein zweites 2-Bit-Wort 48, ein drittes 2-Bit-Wort 50 und ein viertes 2-Bit-Wort 52 mittels der Nachschlagtabelle 38 der 3 transformiert. Die Unterfeldsteuereinheit 32 sorgt anschließend dafür, dass diese Bits während der Unterfelder SF0, SF1 und SF2 des Rahmens T_rahmen zum Anzeigetreiber geliefert werden. Die Unterfeld SF1 und SF2 sind hier jeweils vier Mal länger als SF0, was einer Verschiebung von zwei Bits entspricht. Somit ist SF0 gleich T_rahmen/9. SF1 ist gleich 4·T_rahmen/9, und SF2 ist gleich 4·T_rahmen/9. SF1 repräsentiert hier eine Verschiebung von zwei Bits und eine Additionsoperation zu SF0. SF0 und SF1 stellen jedoch nur vier der ursprünglichen fünf Bits dar. Um das fünfte Eingangsbit bereitzustellen, wird SF2 bereitgestellt, wobei der Wert 10 ein bistabiler Wert ist, der das fünfte höchstwertige Bit auf 1 setzt. Ein Wert 00 würde dieses Bit auf 0 setzen. Auch hier gibt es zusätzliche Pegel, die zum Senden von zusätzlichen Informationen verwendet werden können.
Hierbei takten die Unterfeldsteuereinheiten die Leiter oder Leitungen zur Anzeigeansteuereinheit drei Mal während des Rahmens, was ebenfalls zu einer Stromeinsparung im Vergleich zum 4-Abtastung-Verfahren führt.
Die Farbauflösung der Anzeige kann somit größer sein, als die 5-6-5-Codierung andeuten würde. Wenn eine höhere Eingangsauflösung oder eine eingebettete Gammafunktion verwendet wird, kann die zusätzliche Farbauflösung ausgenutzt werden. Das Unterfeld-Ansteuerschema kann bis zu 6-6-6 Pegel ansteuern, was 260 K Farben entspricht.
Das System enthält ferner einen Bildrahmenspeicher, der gemäß bekannten Prinzipien arbeitet und daher in dieser Beschreibung nicht genauer beschrieben wird.
Die Erfindung ist ferner fähig, eine Graustufenoperation zu implementieren, d. h. ohne Farben. In diesem Fall kann irgendeiner der beschriebenen Wege zum Wandeln der Farben Rot, Grün und Blau auf der Grundlage der Reduktion der Anzahl der Bits verwendet werden.
Ein Verfahren zur Implementierung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird ein erster Hochauflösungs-Luminanzwert empfangen. Anschließend wird der erste Wert in einen zweiten und einen dritten Niedrigauflösungs-Luminanzwert gewandelt. Anschließend werden die zweiten und dritten Luminanzwerte einer Anzeigeansteuerschaltung zugeführt, jeweils während der Unterfelder SF0 und SF1 eines Rahmens zur Ansteuerung der Anzeige. Hierbei ist das Unterfeld, während dem der dritte Wert zugeführt wird, länger als das Unterfeld, während dem der zweite Wert zugeführt wird, wobei der dritte Wert wenigstens ein höherwertiges Bit als der zweite Wert repräsentiert und vorzugsweise acht Mal länger ist.
Ein alternatives Verfahren der Zuführung von Luminanzwerten zu einer Anzeigevorrichtung wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird ein erster Hochauflösungs-Luminanzwert empfangen. Anschließend wird der erste Wert in einen zweiten, einen dritten und einen vierten Niedrigauflösungs-Luminanzwert gewandelt. Anschließend werden die zweiten, dritten und vierten Luminanzwerte einer Anzeigeansteuerschaltung während der Unterfelder SF0, SF1 bzw. SF2 eines Rahmens zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung zugeführt. Hierbei ist das Unterfeld, während dem der dritte Wert zugeführt wird, länger als das Unterfeld, während dem der zweite Wert zugeführt wird, wobei der dritte Wert wenigstens ein höherwertiges Bit repräsentiert als der zweite Wert. Der vierte Wert weist ein Unterfeld auf, das ebenso lang wie das Unterfeld des dritten Wertes ist und repräsentiert ein Umschaltbit.
Es wurden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zuführung von Luminanzwerten zu einer Anzeigevorrichtung beschrieben. Mit dem vorgeschlagenen Schema gemäß der Erfindung besteht keine Notwendigkeit zur Verwendung von Dithering und einer Quantisierungsfehlerreduktion. Eine Anzahl von Unterfeldern ist mit unterschiedlichen Längen in Abhängigkeit davon vorgesehen, wieviele Pegel benötigt werden und wieviele Bits zu reduzieren sind. Es sollte bedacht werden, dass die Unterfeldlängen nicht äquivalent zu einer Wortlänge gemäß der Erfindung sein müssen. Sie können auch nur eine Verschiebung mit einem Bit repräsentieren, wobei zu diesem Zeitpunkt die Unterfeldlängen ein Verhältnis von 2:1 aufweisen. Es kann z. B. auch eine Situation vorliegen, in der nur zwei Unterfelder vorhanden sind, die Längen mit dem Verhältnis 1:4 aufweisen. Die Verhältnisse der Unterfelder werden dementsprechend gewählt, wieviele Bits zwischen dem Eingangsluminanzwert und den Ausgangsluminanzwerten zu reduzieren sind. Ein Umschaltbit kann vorgesehen sein, wenn es nicht möglich ist, alle Bits des Eingangswerten mit zwei Ausgangswerten dazustellen. Die Erfindung ist ferner nicht auf eine exakte Entsprechung zwischen den Bits im ersten Wert und den Bits in den zweiten und dritten Werten beschränkt. Es kann eine Auswahl in der Nachschlagtabelle der anderen Werte vorgesehen sein, die gemeinsam wenigstens näherungsweise das gewünschte Ergebnis der Bereitstellung der Luminanz des ersten Wertes erreichen. Somit können eine Gammawandlung und eine Transmissionskurvenkompensation in den Nachschlagtabellen enthalten sein. Die Erfindung kann ferner für die Reduktion von einem beliebigen Bitformat auf ein weiteres Bitformat verwendet werden.
Wenn geringere Leistung erwünscht ist, kann die Übermittlung von SF0 leicht ausgelassen werden, was zu weniger Adressierungszyklen führt, so das ein geringerer Verbrauch und eine geringere Farbauflösung erhalten werden.
Es ist zu beachten, dass die obenerwähnten Ausführungsformen die Erfindung erläutern, statt sie zu begrenzen, wobei Fachleute fähig sein werden, viele alternative Ausführungsformen zu entwickeln, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. In den Ansprüchen sollen irgendwelche Bezugszeichen, die in Klammern gesetzt sind, nicht als den Anspruch einschränkend ausgelegt werden. Das Wort "umfassen" schließt nicht die Anwesenheit anderer Elemente oder Schritte als diejenigen, die im Anspruch aufgelistet sind, aus. Das Wort "ein" oder "eine" vor einem Element schließt nicht die Anwesenheit einer Vielzahl solcher Elemente aus. Die Erfindung kann mittels Hardware, die mehrere verschiedene Elemente umfasst, und mittels eines geeignet programmierten Computers implementiert werden. Im Vorrichtungsanspruch, der mehrere Mittel aufzählt, können mehrere dieser Mittel mittels ein und desselben Elements an Hardware ausgeführt sein. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Mittel in wechselseitig verschiedenen abhängigen Ansprüchen erwähnt sind, deutet nicht an, dass eine Kombination dieser Mittel nicht vorteilhaft genutzt werden kann.

Claims

Vorrichtung (24) zum Wandeln von Luminanz-Werten (40, 42; 48, 50; 52) zum Ansteuern eines Pixels in einem Display (12) und zum Versorgen einer Display-Steuereinheit (26) mit den Luminanz-Werten, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Eingang (33; 35; 37) zum Empfangen mindestens einen digitalen Wertes (44; 46), der ein Luminanz-Niveau repräsentiert und eine erste Wortlänge hat, die von einer bestimmten Anzahl signifikanter Bits gebildet wird, mindestens eine Wandlereinheit (34; 36; 38) zum Wandeln des ersten digitalen Werts in mindestens einen zweiten (40; 48) und einen dritten (42; 50) digitalen Wert, die zusammen mindestens näherungsweise das Luminanz-Niveau repräsentieren, welches vom ersten digitalen Wert repräsentiert wird, wobei jeder eine zweite Wortlänge hat und die zweite Wortlänge kleiner ist als die erste Wortlänge, und zum Versorgen der Display-Steuereinheit mit den gewandelten Werten während einer Rahmenperiode (T_frame) des Displays, und eine Unterfeld-Steuereinheit (32) zum Steuern der Versorgung der Display-Steuereinheit mit den gewandelten zweiten und dritten Werten, wobei die zum Versorgen mit jedem dieser gewandelten Werte verwendete Zeitspanne gleich der eines Unterfeldes (SF0, SF1) des Rahmens ist, und wobei die Unterfeld-Steuereinheit ausgebildet ist, die Dauer des Unterfeldes (SF1) des dritten Wertes länger als die des Unterfeldes (SF0) des zweiten Wertes zu machen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wandlereinheit ausgebildet ist, den zweiten Wert mit mindestens einem signifikanten Bit mehr als den dritten Wert bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Unterfeld-Steuereinheit ausgebildet ist, die Display-Steuereinheit nur einmal pro Unterfeld während eines Rahmens zu takten.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Unterfeld-Steuereinheit ausgebildet ist, die Taktfrequenz in Abhängigkeit von der Länge der Unterfelder zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wandlereinheit ausgebildet ist, die Anzahl von Unterfeldern auf einem Minimalwert zu halten, der benötigt wird, um, wenigstens näherungsweise, die Luminanz-Niveaus zu repräsentieren, die im ersten digitalen Wert vorliegen können.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wandlereinheit ausgebildet ist, auch den ersten Wert (46) bis zu einem vierten Wert (52) zu wandeln, und bei der die Unterfeld-Steuereinheit ausgebildet ist, den vierten Wert mit einem Unterfeld (SF2) bereitzustellen, welches die selbe Länge hat wie das Unterfeld des dritten Werts.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der vierte Wert zum Schalten der Information, in den zweiten und dritten Werten verwendet ist, zum Simulieren eines höchstwertigen Bits des ersten Werts, das nicht von den zweiten und dritten Werten bereitgestellt ist.
Display-Einheit zum Steuern eines Pixels in einem Display (12), umfassend: ein Display (12), eine Display-Steuereinheit (26) und eine Datenwandlervorrichtung (24) gemäß Anspruch 1.
Display-Einheit nach Anspruch 8, bei der die Unterfeldlängen zum Durchführen logischer Operationen durch die Display-Steuereinheit an den zweiten und dritten Werten dimensioniert sind.
Display-Einheit nach Anspruch 9, bei der die logischen Operationen ein Schieben eines der zweiten und dritten Werte und ihre Addition umfassen.
Tragbare elektronische Vorrichtung (10), umfassend eine Display-Einheit gemäß Anspruch 8.
Verfahren zum Wandeln von Luminanz-Werten zum Aussteuern eines Pixels in einem Display und zum Versorgen einer Display-Steuereinheit mit den Luminanz-Werten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen mindestens eines ersten digitalen Wertes, der ein Luminanz-Niveau repräsentiert und eine erste Wortlänge hat, die von einer bestimmten Anzahl signifikanter Bits gebildet wird, Wandeln des ersten digitalen Werts in mindestens einen zweiten und einen dritten digitalen Wert, die zusammen wenigstens näherungsweise das Luminanz-Niveau repräsentieren, welches vom ersten digitalen Wert repräsentiert wird, wobei jeder eine zweite Wortlänge hat, die kürzer als die erste Wortlänge ist, Versorgen der Display-Steuereinheit mit den gewandelten zweiten und dritten Werten während einer Rahmenperiode des Displays, wobei die zum Versorgen mit jedem dieser gewandelten Werte verwendete Zeitspanne gleich der eines Unterfeldes des Rahmens ist, wobei die Dauer des Unterfeldes des dritten Wertes länger ist als die des Unterfeldes des zweiten Wertes.